Che cos'è il design razionale dei farmaci?

Durante la maggior parte della storia della scienza medica, sono stati scoperti nuovi farmaci attraverso un processo di prova e errori o semplicemente per pura fortuna.Con l'aumentare della domanda di farmaci nuovi ed efficaci, un nuovo metodo di sviluppo di farmaci chiamato razionale progettazione di farmaci ha iniziato a sostituire i vecchi metodi.Nella progettazione di farmaci razionali, i composti biologicamente attivi sono specificamente progettati o scelti per funzionare con un particolare obiettivo di farmaco.La progettazione di farmaci razionali comporta spesso l'uso di software di progettazione molecolare, che i ricercatori utilizzano per creare modelli tridimensionali di farmaci e i loro obiettivi biologici.Per questo motivo, il processo è anche noto come progettazione di farmaci assistiti da computer.

Un obiettivo di droga, o bersaglio biologico, è di solito uno dei due tipi.Il primo tipo è una molecola nel corpo umano che causa la malattia quando è difettosa in qualche modo.Il secondo è una molecola di un microrganismo che causa la malattia.Lo sviluppo del farmaco comporta la scoperta o la progettazione di nuovi composti chimici che interagiscono con questi obiettivi in modo benefico, come interagendo con il colesterolo per rimuoverlo dal corpo o interagendo con un virus per causare la sua morte.

Metodi più vecchi per sviluppare nuovi farmacihanno diversi difetti che rendono la scoperta di droghe un business costoso.Il metodo più semplice e veloce per sviluppare un nuovo farmaco è semplicemente scoprire, per pura fortuna, che un determinato composto è biologicamente attivo contro un obiettivo di farmaco di interesse.Forse il più famoso incidente fu la scoperta della penicillina di Alexander Fleming nel 1928. Il microbiologo scoprì il primo antibiotico quando alcune colture batteriche con cui stava lavorando diventava contaminata da un fungo battericida.Naturalmente, questo tipo di scoperta casuale non si verifica molto spesso e la fortuna non è qualcosa su cui le compagnie farmaceutiche si basano per lo sviluppo di nuovi farmaci.

Il metodo più comune utilizzato per sviluppare nuovi farmaci è un lungo processo su larga scalachiamato screening della libreria combinatoria.In questo processo, vengono creati un gran numero di composti chimici e quindi schermati per l'attività biologica.Se un determinato composto mostra segni di interazione con un obiettivo biologico, riceve ulteriore attenzione e potrebbe essere sviluppato in un nuovo farmaco.Questo processo può richiedere molti anni e enormi quantità di denaro, tuttavia, e anche alla fine del periodo di sviluppo, il farmaco potrebbe non essere abbastanza efficace o abbastanza sicuro per l'uso umano. La progettazione di farmaci razionali è un processo più snello che richiedeAttenta considerazione del bersaglio del farmaco e del farmaco stesso.Questo metodo di progettazione del farmaco utilizza attrezzature speciali per esaminare la struttura tridimensionale di un bersaglio del farmaco e quindi trovare un composto in grado di interagire con il bersaglio.La progettazione di farmaci razionali richiede quindi una conoscenza significativa della chimica e della biologia, poiché le interazioni chimiche tra i farmaci e i loro obiettivi sono ciò che determina se un farmaco è biologicamente attivo. I composti possono essere posizionati per il test in due modi.Il primo prevede l'uso dello screening della libreria combinatoria.In questo caso, tuttavia, il processo viene semplificato perché i ricercatori che utilizzano metodi di progettazione di farmaci razionali proietteranno la biblioteca per composti di una forma abbastanza specifica da interagire con l'obiettivo di interesse.Il secondo metodo prevede la progettazione effettiva di un composto che può interagire con il bersaglio.Ciò richiede la considerazione della composizione chimica del composto e della conoscenza di quali gruppi chimici potrebbero richiedere il composto per essere in grado di interagire con l'obiettivo del farmaco.

Il primo farmaco sviluppato usando un processo di progettazione di farmaci razionali era un farmaco antivirale chiamatoRelennza .Questo farmaco è stato progettato per interagire con una proteina influenzale chiamata neuraminidasi.Senza questa proteina, il virus dell'influenza non può infettare nuove cellule;Pertanto il trattamento con il farmaco può shorten la durata della malattia.Altri farmaci progettati razionalmente includono farmaci per l'HIV come Ritonavir e Indinavir, entrambi interagiscono con le proteine virali chiamate proteasi.